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专利号: 2020113499225
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器,其包括第一通孔、盖板、壳体、第一腔、半球形活塞、阻尼孔、压簧、第二腔和第二通孔,其特征在于,所述壳体的上端设有开口,所述开口处设置有与所述壳体密封固定配合的盖板,所述壳体底端的中心设有第二通孔,所述盖板的中心设有第一通孔,所述半球形活塞的顶端为曲面,所述阻尼孔的圆心位置位于以半球形活塞的中心为圆心,以一定的曲率为半径的一曲率圆上,所述半球形活塞不会因流量压力脉动引起系统产生多余的流量压力脉动冲击,所述阻尼孔能耗散更多的流量压力脉动冲击的能量,从而削弱流体中出现的流量压力脉动冲击,实现消振效果;

所述阻尼孔的孔径dh根据第一腔和第二腔的压差ΔPh获得,所述第一腔和所述第二腔的压差ΔPh的具体表达式为:

式中,Qpv为流体流经阻尼孔的流量,Cd和Cd1为流量系数,Cd在工程上的取值范围一般为

0.62-0.63,Cd1为0.82,A为阻尼孔面积,ρ为液体密度,μt为液体的动力粘度,Lh为阻尼孔的长度;

所述半球形活塞位于所述壳体的内部,所述半球形活塞将所述壳体的内部分为第一腔和第二腔,所述第一腔位于所述半球形活塞的上端,所述第二腔位于所述半球形活塞的下端,所述压簧位于所述第二腔内,所述压簧的第一端和所述半球形活塞的底端接触,所述压簧的第二端和所述壳体的底端接触,所述压簧的预紧力和流体的额定工作压力相等。

2.根据权利要求1所述的单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器,其特征在于,所述半球形活塞的侧壁和所述壳体内壁之间具有溢流间隙,所述盖板的下表面与所述壳体的内壁形成活塞腔。

3.根据权利要求1所述的单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器,其特征在于,所述阻尼孔均为通孔,所述阻尼孔的宽窄由阻尼孔的半径决定,所述阻尼孔的位置由曲率圆半径决定,所述阻尼孔的第一端和所述第一腔连接,所述阻尼孔的第二端和所述第二腔连接。

4.根据权利要求1所述的单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器,其特征在于,所述第一腔和所述第二腔的压差ΔPh的大小与所述阻尼孔的长度Lh及阻尼孔的孔径dh的比值有关系。

5.根据权利要求1所述的单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器,其特征在于,所述半球形活塞为刚性元件,并且半球形活塞工作过程中工作温度和工作环境发生变化时粘度值恒定不变。

6.一种根据权利要求1-5之一所述的单谐振式半球形多孔流体脉动衰减器的消振方法,其特征在于,所述消振方法的具体实施步骤为:S1、根据实际工作情况,对衰减器中半球形活塞上的阻尼孔进行设计,当半球形活塞上有n个阻尼孔时,第一腔和第二腔的压差ΔPh与油液流经阻尼孔的流量Qpv的关系为:式中,Lhe为等效活塞孔的长度;

将衰减器其它确定好的参数代入上式,通过改变阻尼孔的个数,其他条件不变,能得出最佳阻尼孔的个数;

S2、将衰减器沿着集成式样机的内壁径向并排分布,衰减器在沿样机内壁径向布置的个数及位置能由具体的消振要求确定;

S3、在AMESim软件的草图模式下进行模型的搭建,在子模型模式下选择合适的元件子模型,在参数模式下设置各个器件的结构参数,将可调参数设置为全局变量;

S4、将信号源和电机的输入端连接,将电机的输出端和定量泵的第一输入端连接,高压槽和定量泵的第二输入端连接,将衰减器的第一腔通过第一通孔和定量泵的输出端连接,将衰减器的第二腔通过第二通孔和节流阀的输入端连接,节流阀的输出端和低压槽连接,并设定定量泵的额定排量、液压系统的额定压力和液压系统内液体的流体属性;

S5、给定步骤S4中信号源一正弦信号,并设定所述正弦信号的频率、幅值和振幅,设定节流阀的特征流量以及高压槽和低压槽之间的相应压降;

S6、液压系统中的流体通过盖板上的第一通孔流入第一腔,第一部分流体的能量耗散掉,第二部分流体的动能转化为半球形活塞的机械能;

S7、到达第一腔的流体对半球形活塞产生一个力的反馈信号,到达第一腔的流体的机械能转化为半球形活塞的动能,推动半球形活塞压着压簧进行运动,半球形活塞动能转化为压簧机械能,如此循环,实现能量的转化和耗散;

S8、第一腔的流体通过由第一腔和第二腔的压差ΔPh设计的阻尼孔后,进入壳体的第二腔,最后从壳体的第二通孔流出;

S9、通过步骤S6至S8的反复运动,抑制了流体的压力脉动和流量脉动冲击,有效吸收了压力脉动和流量脉动,在一定程度上对流体脉动冲击进行消振;

S10、设置空白对照模型,即除不含衰减器外其它器件的连接关系和步骤S4一致,初始实验条件和步骤S5一致,最后对两组模型的系统压力响应曲线及仿真结果进行分析。